摘要：本文結合已經設計施工完畢的大型供熱燃煤熱水鍋爐房，從暖通專業的角度對鍋爐房的工藝流程各個部分的自動控制進行了較為詳細的論述，包括鍋爐房的基本情況，控制系統概況、熱工檢測儀表的設置、各部分的控制原理、控制方法等內容，以及自動控制對節約能耗的貢獻。

　　Abstract: combining with the design and construction of large has the hot water heating coal boiler room, from the point of view of professional heating boiler room all aspects of the process flow of automatic control are described in detail, including the basic situation of the boiler room, the control system of the general situation, thermal detection instrument set, each part of the control principle, control method, etc., as well as the automatic control of the contribution of saving energy consumption.

　　中圖分類號：TU995         文獻標識碼：A             文章編號：

　　引言：我國的能源發展及開發的策略要求我們的各行各業都要進行相應的節能減排措施，在北方地區的建筑能耗中，采暖供熱能耗所承擔的節能減排任務占有相當的比例。那么，集中供熱鍋爐房在設計及運行當中是否能夠根據室外溫度的變化、末端負荷的變化進行及時的調控就顯得極其重要，這直接關系到燃料及水電等的能源消耗是否能夠控制在節能的狀態。本文將結合一個設計施工完畢的燃煤熱水鍋爐房對集中供熱鍋爐房的自動控制進行相應的闡述。

　　正文：該鍋爐房為4臺46MW燃煤熱水鍋爐房，鍋爐間雙層布置，首層布置除灰渣、鼓風系統，二層布置鍋爐，局部5層設置上煤間、水泵間、水處理間、高低壓配電間、控制室、辦公、化驗等用房，設置3臺變頻控制循環水泵（2用1備），定壓補水采用變頻水泵2臺（用1備），上煤為大傾角皮帶輸送機加水平皮帶輸送機聯合上煤，除渣采用重型框鏈聯合除渣機（地下水泥槽布置）加大傾角皮帶輸送機（送至渣倉待運）。自控系統采用DCS集散（分布式）控制系統, 是相對于集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機，通信、顯示和控制等技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便,DCS具有數據采集、模擬量控制、順序控制等鍋爐房系統所必須的功能，由分散處理單元、數據通信系統、人機接口，系統的參數、報警、自動診斷功能高度集中在CRT顯示器上顯示，并可以在打印機上打印，數據采集系統可以連續采集和處理所有重要測點信號、設備狀態信號，以便及時向操作人員提供鍋爐設備運行的信息，并在設備故障時及時報警，而鍋爐的模擬量控制系統是一個多組變量的組合系統，各組變量間互相影響，具有幾個調節參數和被調節參數，其中每個被調節參數同時受到幾個調節參數的影響，而每個調節參數都能同時影響幾個被調節參數。

　　談到自控，首先針對本鍋爐房我們先看看熱工檢測儀表的設置情況，對于鍋爐本體部分應該設置下列檢測儀表：1.鍋爐進、出口水溫檢測儀表（出口水溫過高報警信號），它的檢測數據能夠直接反應該臺鍋爐的燃燒效果。2.水壓檢測儀表（壓力過低報警信號）。3.鍋爐循環水流量檢測儀表。4.燃料消耗量檢測儀表。5.排煙溫度檢測。6.排煙含氧量或二氧化碳含量檢測。7.煙氣溫度（爐膛出口、對流受熱面進出口、省煤器出口、空氣預熱器出口、濕式除塵器出口）檢測。8.空氣預熱器出口熱風溫度檢測。9.煙氣壓力（爐膛、對流受熱面進出口、省煤器出口、空氣預熱器出口、除塵器出口）檢測。10.鼓風風壓檢測。11.鼓（引）風機負荷電流檢測。12.爐排故障停運報警信號；對于鍋爐房則應設置總供熱量檢測、總燃料消耗量檢測、總耗水量檢測、熱水系統補給水量檢測、總耗電量檢測；對于水泵部分設置循環水泵進出口壓力檢測（設置循環泵故障報警信號）；水處理部分設置交換器進出水壓力檢測；水箱設置液位檢測；供回水總管設置溫度及壓力檢測。

　　接下來就結合本鍋爐房的實際情況來看看這些檢測參數如何為自動控制服務進而實現節約能耗的目的。首先計算機控制系統根據檢測的室外溫度參數來確定負荷變化情況，從而確定鍋爐的開啟臺數、循環水泵的開啟臺數，計算機中可以預先設置一個水泵開啟臺數與總流量的對應選項，以便計算機可以方便的選擇水泵開啟臺數。本工程采用的是燃煤鏈條爐排熱水鍋爐，計算機應該通過控制燃燒過程使供熱能力達到即時負荷的需要，同時保障鍋爐燃燒的安全、經濟性。鍋爐給煤量的調節是通過控制鏈條爐排的速度來實現的，而隨著給煤量的變化，計算機便可以根據含氧量的檢測結果通過調整鼓風機的轉速來保持一定的風煤比例，達到爐膛內氧氣含量的一個最佳比例，保障燃燒的充分進行，根據風量與風機轉速的正比關系以及功率與轉速的三次方關系，可以知道，當風量減小為原來的一半的情況下，如果不考慮效率下降，理論上功率大概減少87.5%，這里我們可以看出風機在鍋爐部分負荷的條件下降低轉速運行相對于定轉速運行的風機節省電能的潛力是巨大的，然后隨著鼓風機轉速的調整，計算機根據鼓風量控制引風機的轉速來相應調整引風量，將爐內負壓控制在合理的范圍內（一般在-20~-40帕），因為如果爐膛負壓過小甚至正壓時，可能產生噴火，造成安全隱患，破壞鍋爐間的環境衛生，而如果負壓太大，則造成冷空氣直接滲入爐膛，加大了引風機的負擔并產生了熱損失，降低了燃燒的熱效率，同理引風機轉速的下降對于引風機電機電能的節省也是同樣可觀的。在這個過程當中，計算機還可以根據檢測到的爐膛溫度對上煤、鼓引風進行控制，使鍋爐的運行工況得到相應的調節。

　　接下來闡述一下鍋爐房水系統在運行過程當中的檢測控制過程，計算機采集水系統中設置的各個點得參數進行統計、分析，然后按照設定的要求調整各個運行工況，以保障運行的正常和安全。首先確定循環泵的正常運行，補水泵及時有效的補水，該鍋爐房采用自來水先通過軟化設備軟化后進軟化水箱，這個過程是通過自來水自己的壓力及水箱液位浮球閥自動完成的，然后經過除氧器的除氧水泵打入除氧水箱，除氧水泵與除氧水箱的水位控制器聯動。補水泵變頻定壓，并設置超壓自動泄放閥門。通過供回水溫度、流量的測定，核對實際供熱量，通過測定補水流量統計總補給水量，通過數據對比來確定鍋爐房的運行效果。當外部條件改變而導致供熱負荷產生較大變化時，系統可以通過指令及時調整循環水泵的運行臺數或者調整循環水泵的轉速改變循環流量來適應這種負荷的變動，節約電量的消耗，這里水泵轉速改變節能的原理同風機改變轉速是一樣的。當鍋爐內壓力降低至爐水汽化壓力或水溫升高超過限值時，系統將自動切斷鼓、引風機，同時鍋爐如果壓力過低、爐水超溫過多、循環水泵故障時發出報警信號，提示系統及管理人員采取相應措施。回水系統的補給是由系統管道上的液位自動浮球閥控制，并設置超液位泄放管道，保障灰水循環系統正常運行；脫硫塔的定時沖洗該鍋爐房根據甲方的要求采用手動閥門人工完成。

　　煙、風系統及上煤系統的電氣連鎖控制順序：開爐順序，引風機-鼓風機-爐排減速機-分層給煤機；停爐順序，分層給煤機-爐排減速機-鼓風機-引風機。這兩個程序在進行中均發出對應的信號，設置解除連鎖和就地操作的裝置。

　　上煤、除灰渣系統電氣連鎖控制順序：啟動的順序為與煤、灰渣的傳遞運送方向相反依次啟動，上煤部分為先啟動爐前煤斗上部的水平皮帶輸送機，再啟動傾斜的大傾角帶式輸送機，再啟動地面受煤斗下的給料機；除渣部分為先啟動大傾角帶式輸送機，再啟動重型框鏈除渣機。停車的順序為沿著煤、灰渣輸送的方向依次停車，與上述過程正好相反。事故停車時發生故障的設備以前的設備立刻停車，以后的設備繼續運行將煤、灰渣運至指定處卸空。在整個過程中應給出工作狀態的指示信號、故障報警信號，另外為了方便單機試車的需要，設置局部連鎖和解除連鎖的裝置。

　　結論：通過對該新設計施工的鍋爐房的自動控制系統的闡述，我們可以看到在暖通專業設計人員的設計過程中，應該給自動控制專業提供詳細的設計條件和要求，以提高大型鍋爐房的控制系統的自動化程度，這不僅可以有效的保障鍋爐設備的安全運行，及時的對故障設備進行維護更新，還可以改變傳統司爐人員操作的經驗主義，大幅度的提高鍋爐的燃燒經濟性，提高系統的運行效率，降低單位熱量產出的能量消耗，從而達到最終節約能源的目的，為我們整個社會能源的合理利用及長遠發展做出貢獻。

　　參考文獻：《實用供熱空調設計手冊》（陸耀慶主編）

　　《鍋爐房設計規范》（GB50041-2008）

　　《鍋爐房實用設計手冊》（洪向道主編）